Heidfeld se narodil vMönchengladbachu, vNěmecku, a svou závodnickou kariéru začal v roce1988. V roce1994 se přesunul doNěmecké Formule Ford a vysloužil si pozornost, když získal 8 vítězství, z 9 závodů a zajistil si tak titul. Roku1995 vyhrál Německý mezinárodní šampionátFormule Ford 1800 a skončil druhý vZetec Cupu. Tyto výsledky mu zajistily místo v šampionátu Německé MezinárodníFormule 3 pro rok1996. Tam skončil celkově třetí, když vyhrál 3 závody. V následujícím roce vyhrál Heidfeld šampionát Německé Formule 3, a také prestižní závod vMonaku. V roce1998 vyhrál 3 závody a stal se vicemistrem v EvropskéFormuli 3000 s týmemWest Junior Team. Smůlou bylo, že v posledním závodě ztratilpole position, když v jeho voze bylo nevyhovující palivo. V tom závodě dojel devátý a o 7 bodů tak prohrál sJuanem Pablem Montoyou, který šampionát vyhrál. V průběhu této sezóny také Nick testoval oficiálně pro týmMcLaren ve F1. V sezóně1999 vyhrál Mezinárodní šampionát Formule 3000. V témže roce také překonal rekord trati na Goodwoodském Festivalu rychlosti, který drží dodnes.
Heidfeld podepsal na rok2000 smlouvu s týmemProst, kde jeho stájovým kolegou bylJean Alesi. Heidfeld bojoval s nespolehlivým Prostem a v sezóně mnohokrát nedokončil závod a byl porážen zkušenějším Alesim. V celé sezóně nezískal Nick ani bod a na konci sezóny ukončil spolupráci s týmem Prost.
Poté podepsal tříletou smlouvu s týmemSauber a pro rok2001 závodil po boku nováčkaKimiho Räikkönena. Po ukončení kariéryMiky Häkkinena si mnoho lidí myslelo, že právě Heidfeld jej v týmuMcLaren nahradí. Tak se ovšem nestalo a Nick odjel sezónu se Sauberem. V celkovém bodování porazil Räikkönena a získal dokonce své první stupně vítězů, to bylo vBrazilské Grand Prix. Místo u McLarenu mu pro další roky vyfouknul Räikkönen a Heidfeld zůstal v Sauberu ještě v letech2002 a2003. V těch letech se nijak výrazně neprosazoval a pohyboval se v bodování na začátku druhé desítky.
Po sezóně2003 zůstal Heidfeld bez místa a vypadalo to s jeho kariérou ve F1 zle. Nakonec ale přece jen podepsal smlouvu s týmemJordan na rok2004, jeho týmovým kolegou bylGiorgio Pantano. S pomalu krachujícím Jordanem ale získal jen 3 body.
V zimě před sezónou 2005 Nick testoval proWilliams, a nakonec se utkal v „rozstřelu“ sAntoniem Pizzoniou o druhé místo u Williamsu. 31. ledna 2005 bylo oznámeno, že druhým jezdcem pro rok 2005 u Williamsu bude Heidfeld.
Sezónu odstartoval celkem slušně, v druhém závodě, vMalajsii, dojel třetí.
V sedmém závodě sezóny 2005, na domácím okruhuNürburgring, získal Nick své první pole position. A také získal své nejlepší umístění v kariéře, skončil druhý vMonaku a naNürburgringu. Grand Prix vItálii aBelgii musel Nick kvůli zranění při testech vynechat. VBrazílii už startovat měl, nicméně se zranil znovu, když ho na kole srazila motorka. Tak musel celý zbytek sezóny vynechat. Celkem získal 28 bodů a obsadil 11. místo.
Smlouvu na další rok podepsal Heidfeld sBMW (které dodávalo motory Williamsu), které koupilo tým Sauber a vytvořilo svůj vlastní tým,BMW Sauber. Kontrakt byl podepsán na 2 roky, s opcí na rok2008.
Během sezóny2006 získal Heidfeld pro nový tým mnoho bodů. VMalajsii jezdil dokonce druhý, nakonec ale dojel čtvrtý. Na okruhuIndianapolis měl Nick havárii, společně seScottem Speedem,Kimi Räikkönenem aJuanem Pablem Montoyou. Heidfeldův vůz skončil v bariéře. Všichni jezdci vyvázli bez zranění.Grand Prix Maďarska znamenala první stupně vítězů pro BMW Sauber, kde Nick skončil třetí. Celkově obsadil deváté místo, když získal 23 bodů.Na konci roku 2006 se stal Nick terčem médií, bylo to ohledněRoberta Kubici, který na konci sezóny vyhnal z kokpituJacquese Villeneuva a hned v druhém závodě dojel třetí. Heidfeld prý sice poráží své nováčkovské týmové kolegy, ale zase ne o moc bodů (v roce 2001 porazil Räikkönena o 3 body; v roce 2002 porazilMassu o 3 body). A právě Räikkönen a Massa podepsali smlouvu pro rok 2007 sFerrari, kdežto Heidfeld zůstal u BMW.
Start do nové sezóny2007 se Nickovi povedl. VBahrajnu dostihl mistra světa,Fernanda Alonsa, předjel ho a Kubicu porazil o půl minuty. V dalších závodech získal Nick tři 4. místa, jedno šesté a vGrand Prix Kanady dokonce druhé místo, kde v kvalifikaci porazil i oba vozy Ferrari. Vyrovnal si tak své osobní maximum v závodě. Po odstoupení z 5. místa vGrand Prix USA, byl veFrancii aVelké Británii poražen týmovým kolegou, Robertem Kubicou. V deštivéGrand Prix Evropy na Nickově domácí trati, kolidoval Heidfeld v prvním kole s Kubicou, oba ale pokračovali dál a Nick v posledním kole Kubicu předjel, přestože musel 6× do boxů. Forma se Nickovi vrátila vMaďarsku, kde se kvalifikoval jako druhý a dojel třetí. Poté obsadil dvě čtvrtá místa, vTurecku aItálii a páté místo vBelgii. DeštivéJaponsko Nickovi vůbec nesedlo a poprvé v sezóně nebodoval, pokud dokončil závod. VČíně si dojel pro sedmé místo a jeden závod před koncem sezóny si upevnil své už jisté páté místo v poháru jezdců. Sezóna 2007 je tak pro Nicka ta nejúspěšnější v kariéře. Snad se u něj konečně blýská na lepší časy.
Po několika měsících spekulací, potvrdilo BMW Heidfelda i pro rok 2008. Ze současných jezdců F1 má Nick na kontě nejvíce závodů bez vítězství.28. dubna 2007 objel Heidfeld 3 kola kolem legendární 14 mil dlouhé tratiNordschleife. Vůz F1 se tady objevil po 31 letech.
Podobně úspěšná byla pro Nicka i sezóna 2008. Celkem 4× dojel závod na 2. místě. Jinak po celou sezónu pravidelně sbíral body. Celkově jich nasbíral 60 a skončil na celkovém 6. místě. Na své první vítězství však Nick čekal nadále.
Vstup do nové sezóny Nickovi příliš nevyšel. Z prvních třech závodů bodoval pouze jedinkrát. Byl ovšem na 2. místě v deštivém závodě vMalajsii, kde jezdci brali jen polovinu bodů, jelikož se neodjelo 75% závodu. Poté Nick moc nebodoval, dařilo se mu až v posledních závodech sezóny.
Heidfeld nezískal na sezonu 2010 místo závodního pilota, proto podepsal smlouvu sMercedesem, a stal se tak testovacím a třetím pilotem stříbrných šípů. V polovině sezony přešel Nick k výrobci pneumatikPirelli a testoval pneumatiky pro následující sezonu. Tím získal pro týmy velikou cenu. 14. září 2010 bylo oznámeno, že Nick Heidfeld s okamžitou platností nahradíPedra de la Rosu v pozici závodního pilota týmuSauber. Nick kvůli tomu musel opustit své místo testovačePirelli.
Heidfeld žije vešvýcarském městečkuStäfa se svou přítelkyní Patricií, dcerou Juni (n. 2005) a synem Jodou (n. 2007). Heidfeldův mladší bratrSven je také automobilový závodník.